علوم القطيف مقالات علمية في شتى المجالات العلمية
Near-atomic look at three ways to thwart SARS-CoV-2 variants
(University of Pittsburg – جامعة بيتسبرغ)
ملخص المقالة:
طور علماء كلية الطب بجامعة بيتسبرغ أجسامًا نانوية لفيروس سارس-كورونا-2 وهي جزيئات مجهرية تحيد الفيروس في الحيوانات، كما أنها نشطة بشكل ملحوظ ضد الطفرات الموجودة في المتغيرات، بما في ذلك دلتا، وفقًا لبحث جديد أجراه علماء جامعتي “بيتسبرج” و”كيس ويسترين ريزيرڤ”. ووصفت نتائج البحث ثلاث آليات مختلفة تعمل من خلالها الأجسام النانوية على نزع سلاح الفيروس ومنعه من إصابة الخلايا والتسبب في مرض كوفيد-19. ويوفر التحليل الهيكلي شبه الذري إرشادات لتطوير اللقاحات والعلاجات المستقبلية التي قد تعمل ضد مجموعة واسعة من فيروسات كورونا – بما في ذلك المتغيرات التي لم يتم تداولها بعد.
( المقالة )
الأجسام النانوية لفيروس سارس-كورونا-2 نشطة بشكل ملحوظ ضد الطفرات الموجودة في المتغيرات، بما في ذلك دلتا، وفقًا لبحث جديد أجراه علماء جامعتي “بيتسبرج” بولاية بنسلفانيا و “كيس ويسترين ريسيرڤ” في مدينة كليفلاند بولاية أوهايو (Case Western Reserve University). وهذه الأجسام النانوية هي جزيئات مجهرية طُوِّرت في كلية الطب بجامعة بيتسبرغ والتي تحيد الفيروس في الحيوانات.
ووصفت النتائج، التي تم الإعلان عنها اليوم (4 أغسطس 2021) في نشرة “اتصالات الطبيعة” (Nature Communications) ، ثلاث آليات مختلفة تعمل من خلالها الأجسام النانوية على نزع سلاح الفيروس ومنعه من إصابة الخلايا والتسبب في مرض كوفيد-19. ويوفر التحليل الهيكلي شبه الذري إرشادات لتطوير اللقاحات والعلاجات المستقبلية التي قد تعمل ضد مجموعة واسعة من فيروسات كورونا – بما في ذلك المتغيرات التي لم يتم تداولها بعد.
وقال كبير الباحثين الدكتور يي شي، أستاذ مساعد لبيولوجيا الخلية في جامعة بيتسبرج: “هذه هي المرة الأولى التي يصنف فيها أي شخص بشكل منهجي الأجسام النانوية شديدة القوة بناءً على بنيتها. ومن خلال القيام بذلك، لم نقدم فقط تفاصيل حول الآليات التي تستخدمها أجسامنا النانوية لهزيمة فيروس سارس-كورونا-2 ، ولكننا كشفنا أيضًا عن اتجاهات لكيفية تصميم علاجات مستقبلية”.
وفي أواخر العام الماضي، أعلن البروفيسور شي وفريقه أنهم استخرجوا شظايا صغيرة، لكنها قوية للغاية، من الأجسام المضادة لفيروس سارس-كورونا-2 من حيوان اللاما، والتي يمكن تحويلها إلى علاجات قابلة للاستنشاق للوقاية من كوفيد-19 وعلاجه. ومنذ ذلك الحين، تحققت الدراسات قبل السريرية من أن الأجسام النانوية القوية تمنع وتعالج كوفيد-19 الحاد في الهامستر (حيوان قارض – أنظر الصورة)، مما يقلل من جزيئات الفيروس في الجهاز التنفسي بمليون مرة مقارنة بالعلاج البديل.
وفي هذه الدراسة الأخيرة، دخل البروفيسور شي في شراكة مع علماء الأحياء الإنشائيين في جامعة بيتسبرج الدكتور تشينج زانج، والدكتور جيمس كونواي، بالإضافة إلى علماء الصيدلة وعلماء الأحياء الهيكلية والكيمياء الحيوية في جامعة كيس ويسترن ريزيرف ، لاستخدام مجهر إلكتروني عالي الدقة من أجل مراقبة كيف تتفاعل الأجسام النانوية وبدقة مع فيروس سارس-كورونا-2 لمنعه من إصابة الخلايا واكتشاف كيف وجدت طفرات في متغيرات قد تؤثر في تفاعلات الأجسام النانوية.
وقال كبير المؤلفين المشارك الدكتور وي هوانغ، عالم الأبحاث في قسم الصيدلة في كلية الطب بجامعة كيس ويسترن ريزيرف: “تم اثبات عدة مرات أن المجهر الالكتروني [١] أداة مفيدة للغاية لرؤية المعلومات الهيكلية بدقة عالية. والأجسام النانوية هي مواد بيولوجية متنوعة ومستقرة يمكن استخدامها في أبحاث أخرى، مثل السرطان”.
واختار الفريق ثمانية أجسام نانوية قوية لمزيد من الفحص. فأكدوا أولًا من خلال الملاحظات أن العديد من الأجسام النانوية تعمل ضد ألفا (متغير مرتبط بالمملكة المتحدة) ، ودلتا (المرتبطة بالهند) والعديد من المتغيرات الأخرى المثيرة للقلق لـ فيروس سارس-كورونا-2.
وصنفوا أيضًا الأجسام النانوية إلى ثلاث مجموعات رئيسية بناءً على كيفية تفاعلها مع البروتين الشائك، وهي نتوءات تحيط بالفيروس التاجي الكروي وتعمل كـ “مفاتيح” تمنح الفيروس الدخول إلى الخلايا البشرية:
- تتفوق الفئة الأولى على جزء الخلية البشرية الذي يرتبط به البروتين الشائك، مما يمنع الفيروس من الدخول إلى الخلايا.
- ترتبط الفئة الثانية بمنطقة على البروتين الشائك التي استمرت من خلال العديد من التباديل لفيروسات كورونا – بما في ذلك سارس-كورونا-2 الأصلي. وهذا يعني أنه قد يحيَّد سارس-كورونا-2 ومتغيراته، ولكن أيضًا فيروسات كورونا الأخرى.
- الصنف الثالث يلتصق بمنطقة معينة من البروتين الشائك التي لا تستطيع الأجسام المضادة الأكبر الوصول إليها. ومن خلال الارتباط بهذه المنطقة، يمنع الجسم النانوي البروتين من الطي بالطريقة التي يحتاجها للدخول إلى الخلايا البشرية.
وقال الدكتور شي: “إن وصف جميع نقاط الضعف هذه وطرق إحباط السارس-كورونا-2 وفيروسات كورونا بشكل عام ينطوي على إمكانات هائلة. لن يساعد ذلك فريقنا فقط على اختيار الأجسام النانوية وتحسينها لعلاج كوفيد-19 والوقاية منه، ولكنه قد يؤدي أيضًا إلى لقاح عالمي، لا يقي فقط من كوفيد-19 ولكن السارس وفيروس كورونا والأمراض الأخرى التي تسببها فيروسات كورونا”.
*تمت الترجمة بتصرف
المصدر:
https://phys.org/news/2021-08-near-atomic-ways-thwart-sars-cov-variants.html
لمزيد من المعلومات: داپينع صن وآخرون، Potent neutralizing nanobodies resist convergent circulating variants of SARS-CoV-2 by targeting diverse and conserved epitopes, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-24963-3
الهوامش:
[١] المجهر الإلكتروني المبرد هو طريقة لتصوير العينات المجمدة المميهة في درجات حرارة مبردة بالمجهر الإلكتروني. وتبقى العينات في حالتها الأصلية دون الحاجة إلى الأصباغ أو المثبتات، مما يسمح بدراسة الهياكل الخلوية الدقيقة والفيروسات ومجمعات البروتين بدقة الجزيئية. المصدر: https://www.nature.com/subjects/cryoelectron-microscopy